20世紀(jì)80年代初，法國Savoie耐火材料廠在德國蒂森鋼公司高爐上開發(fā)并安裝了一種新型復(fù)合式爐襯，即稱之為“陶瓷杯”。隨后這一新技術(shù)在世界各國得到了廣泛應(yīng)用。陶瓷杯的主要特點是用低導(dǎo)熱的陶瓷材料，將1150℃等溫線阻滯在陶瓷層中，使碳磚避開800~1100℃的脆性斷裂區(qū)，由于陶瓷杯的存在使鐵水不直接與碳磚接觸，從結(jié)構(gòu)設(shè)計上緩解了鐵水及堿金屬對碳磚的滲透、沖刷破壞；同時所用的莫來石、棕剛玉等都是低導(dǎo)熱的陶瓷材料，具有較高的抗?jié)B透性和抗沖刷性。

陶瓷杯技術(shù)的優(yōu)點有：

（1）防止鐵水滲透；

（2）減輕鐵水環(huán)流沖刷(與合理的死鐵層深度配合）；

（3）提高鐵水溫度（18~25℃）和爐缸抗熱震性。由于陶瓷杯具有上述優(yōu)點，因此國外許多新建或大修高爐采用了這種新型結(jié)構(gòu)。

陶瓷杯結(jié)構(gòu)如圖所示，爐底下端為循環(huán)水（或油）冷卻系統(tǒng)，冷卻管埋入炭搗層內(nèi)。當(dāng)冷卻管安裝在爐底封板上面時，為了防止管路事故，水泄漏后損壞碳磚，可以采用油為爐底冷卻介質(zhì)。而當(dāng)冷卻管安裝在爐底封板下面時，一般采用循環(huán)水冷卻，也可采用風(fēng)冷爐底。爐底砌體的下部為垂直或水平砌筑的碳磚，碳磚上部為莫來石磚。熱力學(xué)計算表明：高導(dǎo)熱性材料與低導(dǎo)熱性材料的最佳厚度比為2~2.5。為了維持這種比例關(guān)系，莫來石磚層數(shù)為1~2 層。爐缸壁是由通過一厚層灰縫分隔的兩個獨立的圓環(huán)所組成，外環(huán)為碳磚（一般為碳磚或微孔碳磚），內(nèi)環(huán)是剛玉質(zhì)預(yù)制塊。鐵口區(qū)域徑向磚厚度被加大。鐵口中心線至爐底磚上表面的距離，即通常所說的死鐵層深度，一般取為爐缸直徑的20%。

采用陶瓷杯來保護(hù)炭塊的熱面，其意圖是使熔融鐵水與炭塊隔開。其次陶瓷材質(zhì)可使?fàn)t壁絕熱，因而降低熱損失。

基于上述原因，在爐缸內(nèi)襯采用陶瓷杯材質(zhì)技術(shù)不僅是可能的，而且是可行的。這為大多數(shù)高爐的實踐所證明。

因此，對陶瓷杯用的耐火材料要求具有如下性能：

1、良好的抗鐵水熔蝕性能，杯壁上部良好的抗渣侵蝕性能；

2、良好的抗鐵水、渣液沖刷性能；

3、在高溫狀態(tài)下，殘存線變?yōu)榱慊蛏哉?；良好的?/SPAN>CO侵蝕能力；良好的抗堿侵蝕能力；

4、良好的在受壓狀態(tài)下由熱膨脹引起的應(yīng)力的適應(yīng)能力；良好的抗熱震能力。

最近開發(fā)并研制出的低粘結(jié)劑含量的剛玉預(yù)制塊，由于具有較小的氣孔，而且氣孔分布變化非常小，因而具有較強(qiáng)的抗熱震能力。與莫來石磚比較，剛玉預(yù)制塊具有更好的抗渣蝕能力，所以，它適合用在陶瓷杯壁的上下部區(qū)域。

除此之外，能夠充分滿足前述特性的要求、已被應(yīng)用或可能被應(yīng)用于陶瓷杯的耐火材料還有合成莫來石結(jié)合的白剛玉磚和Sialon結(jié)合的黑剛玉磚。前者已長期應(yīng)用在許多高爐的各個部位，后者由于其綜合性能的改進(jìn)，特別適用于爐腹、爐腰及爐身下部，同時，也成為陶瓷杯的首要原料。

我國首鋼的設(shè)計、科研、生產(chǎn)、制造等部門共同和法國專家進(jìn)行了多次技術(shù)交流，經(jīng)過論證，最后決定在首鋼’ 號高爐大修改造中應(yīng)用陶瓷杯技術(shù)。圖1是首鋼1號高爐陶瓷杯砌筑結(jié)構(gòu)，下表是陶瓷杯資料的理化性能。

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